Крупнейшие открытия в изучении земных недр

«Рассказы о русском первенстве» — читайте интересные статьи из этой книги, с продолжениями! Вы узнаете о реальном вкладе русских ученых и изобретателей в развитие мировой науки и техники. Крупнейшие открытия подарили науке о земле русские физики и химики. Ряд выдающихся трудов посвятил земным недрам и освоению их богатств Д. И. Менделеев. Много внимания уделил, например, гениальный ученый нефти. Он видел в нефти не только горючее: «сжигать можно и ассигнации», — говорил Менделеев. По мысли ученого это полезное ископаемое важно для хозяйства страны и тем, что из него можно получать многие ценные продукты.

Менделеев предлагает отказаться от покупки американских нефтепродуктов. Он борется за развитие отечественной нефтепромышленности, создает первую лабораторию по исследованию нефти, выдвигает оригинальные идеи транспортировки ее — проект нефтеналивного судна для перевозки нефти по воде и нефтепроводы — как лучший способ транспортировки ее по суше.

Гениальные проекты Менделеева были претворены в жизнь замечательным русским инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым. И танкер, и нефтепровод — эти основные способы современной транспортировки нефти — впервые появились у нас в России.

Революционные идеи развивал Менделеев и в своих работах, посвященных добыче каменного угля. Уже в 1882 году он замечает в своей записной книжке: «Поджечь уголь под землей, превратить его в светильный или генераторный, или водяной газ и отвести его по трубам…» Здесь, пока еще лаконично, изложена мысль о создании совершенно нового способа использования энергии, заключенной в каменном угле. А в 1888 году великий новатор в статье «Будущая сила, покоящаяся на берегах Донца» подробно оповещает мир о своем открытии.

Менделеев пишет о том, что не обязательно извлекать каменный уголь на поверхность земли, чтобы использовать его химическую энергию. Можно применить другой способ—зажечь угольный пласт и, заставив его гореть при малом доступе воздуха, превратить шахту в гигантский газогенератор. Уголь будет превращаться в высококалорийный газ, который можно будет по трубам направить на заводы и фабрики, как ценнейшее топливо и как великолепное сырье для химического производства.

Мысль Менделеева позаимствовал английский физик Вильям Рамсей, опубликовавший в 1912 году статью, в которой он изложил метод подземной газификации.

Родившаяся в России идея подземной газификации была не по плечу капитализму. Только в СССР она впервые воплощена в живую действительность. Сейчас у нас уже работают шахты, где осуществляется подземная газификация угля.

Большой вклад в науку о земле сделал в конце XIX века также и профессор физики Московского университета Э. Лейст, специализировавшийся в изучении земного магнетизма.

Каждое лето приезжал Лейст в Курскую губернию, где бродил по полям с морским компасом в руках.

Здесь, в Курской губернии, как это заметили инженеры, строившие железную дорогу, компас вел себя очень странно. Стрелка становилась не так, как ей полагается.

Объяснить это загадочное явление пытались многие исследователи. Был даже приглашен из Франции специалист — профессор Муро. Он, а с ним и другие ученые склонялись к мысли, что на стрелку компаса влияют какие-то блуждающие в почве электрические токи.

Лейст остался при особом мнении. Он был уверен, что стрелку отклоняют скрытые в недрах массы железной руды.

Наблюдая поведение стрелки в сотнях различных пунктов и отмечая результаты наблюдений на географической карте, Лейст вычертил подробную магнитную карту обследованной им местности. На этой карте отчетливо вырисовывались две длинные полосы, соответствующие тем местам, где стрелка отклонялась от нормального положения особенно резко. Под этими полосами, утверждал Лейст, и расположены два мощнейших подземных хребта железной руды.

Работы по изучению курской магнитной аномалии, проведенные в советское время, подтвердили эти прогнозы. Под курской землей были действительно найдены богатейшие залежи железной руды.

Магнитометрический метод — поиски залежей железных руд с помощью указаний магнитной стрелки — один из самых мощных и надежных в арсенале современной георазведки. Он принадлежит к группе так называемых геофизических методов. Эти методы, позволяющие обнаруживать с поверхности земли, находящиеся в ее толще полезные ископаемые, необычайно упростили рудную разведку, сделали ее более действенной и позволили проводить ее в скорейшие сроки.

Появление второго геофизического метода разведки было подготовлено работами русского физика, академика Бориса Борисовича Голицына, осуществленными им в начале 19 века.

Внимание Голицына, видевшего в земле как бы громадную физическую лабораторию, приковала одна из могущественных сил природы — сила землетрясения. Уже давно ученые регистрировали случаи подземных толчков, вели их летопись. Но наблюдения были отрывочными, нерегулярными. Только знаменитый геолог Мушкетов ввел постоянное наблюдение за подземными толчками.

Подойдя к землетрясению как к физическому явлению, Голицын сделал гигантский шаг вперед. Ок первый сумел по глухим сигналам подземных толчков воссоздать перед собой точную картину рождения и распространения упругих колебаний в земной коре.

Огромная заслуга Голицына состоит также н в том, что он увидел в этих колебаниях средство познания земных недр. Изучая волны упругих колебаний, проходящие сквозь земную толщу, можно составить довольно точное представление о физических свойствах глубинных слоев недр.

В слоях, состоящих из более пластичных пород, волны бегут быстрее. Переходя же из слоя в слой, волны эти меняют свое направление. И потому, замечая, насколько они отклонились от первоначального направления, можно узнать, сквозь какие слои пришлось им пройти. Наконец упругие колебания, встречая на своем пути плотные породы, частично отражаются от них и бегут к поверхности земли. Ловя эти отраженные волны, можно узнать, на какой глубине встретили первичные волны препятствие — плотную породу.

Для того чтобы улавливать отраженные волны, Голицын создал специальные приборы — первые, непревзойденные по своей чувствительности сейсмографы.

Где бы ни находился очаг землетрясения, как бы ничтожно малы ни были колебания, дошедшие к приборам Голицына, сейсмографы регистрировали эти колебания и показывали их силу. У Голицына была также своя замечательная методика наблюдений, пользуясь которой он смог решить даже такую невероятно сложную задачу, как определение места очага землетрясения по наблюдениям одной только станции.

И, наконец, Голицын создал стройную, математически совершенную теорию упругих колебаний в земле. Именно ему принадлежит честь основания этого нового раздела науки о земле — сейсмологии.

Развивая дело, начатое Голицыным, его ученики, советские ученые Воюцкий и Никифоров, создали новый метод геофизической разведки — сейсмометрический. Производя с помощью взрывов искусственные подобия землетрясений и ловя сейсмографами волны, отраженные пластами земли, советские георазведчики заставляют недра открывать свои тайны.

Много сделал для геологии и один из величайших русских ученых, современник Голицына, гениальный кристаллограф Е С. Федоров, о работах которого мы уже упоминали в главе «Русские металлурги».

Изучая кристаллы, Федоров глубоко, как никто до него, проник в тайны их строения. Ученый пришел к выводу, что строение это определяется расположением атомов в кристаллической решетке.

Используя методы геометрического анализа, необычайно им развитою, Федоров доказывал, что в природе может существовать только 230 типов кристаллических решеток. Теория Федорова о расположении атомов в кристаллической решетке — это непревзойденное по глубине проникновение в тайны микромира. Эта теория, так же, как и закон русского академика Гадолина ограничивающий все многообразие внешних кристаллических форм 32 типами, лежит в основе всей кристаллографии.

Исключительное значение для деятельности геологов, повседневно сталкивающихся с кристаллами, имеет также созданный Федоровым метод кристаллохимического анализа, позволяющий по внешнему виду кристалла судить о его химическом составе.

В любой лаборатории мира, занимающейся изучением кристаллов, имеется знаменитый «Федоровский столик» — прибор для быстрого и точного измерения углов между гранями кристаллов. Такое измерение дает возможность судить и о внутреннем строении кристалла, а отсюда, пользуясь учением Федорова о 230 типах кристаллических решеток, и о химическом составе вещества.

Позднейшие рентгенографические исследования кристаллических решеток полностью подтвердили всю федоровскую теорию о расположении в них атомов. Создавая свой знаменитый закон о 230 типах кристаллических решеток в годы, когда наука оперировала еще только гипотетическим понятием атома, великий ученый ни на йоту не ошибся.

Федоров оставил огромное научное наследство, из которого геология еще долго будет черпать плодотворнейшие идеи, теории и оригинальные методы исследования.

Источник: Болховитинов В. и др. Рассказы о русском первенстве. Москва: Изд-во ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия», 1950. 424 с. С.328-331.